C++11引入了智能指针（Smart Pointers）的概念，它们是一种自动管理内存的生命周期的指针类型，帮助开发者避免内存泄漏和野指针等问题。C++11标准库中定义了三种智能指针：std::unique_ptr、std::shared_ptr和std::weak_ptr。
原理
- std::unique_ptr：独占所有权模型，同一时间只能有一个unique_ptr指向某个对象，当unique_ptr被销毁（例如离开作用域）时，它所指向的对象也会被自动删除。
- std::shared_ptr：共享所有权模型，多个shared_ptr可以指向同一个对象，对象的生命周期会持续到最后一个拥有它的shared_ptr被销毁。当最后一个shared_ptr被销毁时，对象会被自动删除。shared_ptr使用引用计数（reference counting）来实现。
- std::weak_ptr：弱引用模型，weak_ptr是对对象的一种弱引用，它不会增加对象的引用计数。它主要用于解决shared_ptr之间的循环引用问题。
使用案例
std::unique_ptr
#include <memory> class MyClass {
public: MyClass() { std::cout << "MyClass created\n"; } ~MyClass() { std::cout << "MyClass destroyed\n"; }
}; int main() { std::unique_ptr<MyClass> ptr(new MyClass()); // 分配并初始化 // 当ptr离开作用域时，MyClass对象会被自动删除 return 0;
}
std::shared_ptr
#include <memory>
#include <iostream> class MyClass {
public: MyClass() { std::cout << "MyClass created\n"; } ~MyClass() { std::cout << "MyClass destroyed\n"; }
}; int main() { std::shared_ptr<MyClass> ptr1(new MyClass()); // 分配并初始化 std::shared_ptr<MyClass> ptr2 = ptr1; // ptr2和ptr1共享同一个对象 // 当ptr1和ptr2都离开作用域时，MyClass对象才会被删除 return 0;
}
std::weak_ptr 解决循环引用
#include <memory>
#include <iostream> class A;
class B; class A {
public: std::shared_ptr<B> b_ptr; ~A() { std::cout << "A destroyed\n"; }
}; class B {
public: std::weak_ptr<A> a_wptr; ~B() { std::cout << "B destroyed\n"; }
}; int main() { std::shared_ptr<A> a_ptr(new A()); std::shared_ptr<B> b_ptr(new B()); a_ptr->b_ptr = b_ptr; b_ptr->a_wptr = a_ptr; // 由于使用了weak_ptr，A和B对象都可以被正确删除 return 0;
}
注意：在实际使用中，尽量避免裸指针（raw pointers）和new/delete的直接使用，而是尽可能地使用智能指针来管理内存。
总结：
- 熟悉C++11引入的三种智能指针的原理及判断使用场景；
- 理解unique_ptr对auto_ptr的替换；
- 三种指针都是将一些释放操作自动化实现，也可以自己手写智能指针；
- 一张表格分辨四种智能指针：
| auto_ptr (已废弃) | unique_ptr | shared_ptr | weak_ptr | |
|---|---|---|---|---|
| 所有权 | 独有（但有问题的拷贝语义） | 独有 | 共享（引用计数） | 不拥有（观察） |
| 拷贝语义 | 转移所有权（可能导致问题） | 禁止拷贝，但可以移动 | 引用计数增加 | 不支持 |
| 赋值语义 | 转移所有权（可能导致问题） | 禁止赋值，但可以移动赋值 | 引用计数增加 | 不支持 |
| 销毁 | 当auto_ptr对象销毁时，原对象也被销毁 | 当unique_ptr对象销毁时，原对象也被销毁 | 当最后一个shared_ptr对象销毁时，原对象被销毁 | 不负责销毁原对象 |
| 循环引用 | 不适用 | 不适用 | 可能导致问题（需要weak_ptr解决） | 用于解决shared_ptr的循环引用问题 |
| 安全性 | 低（已废弃） | 高 | 高（但需注意循环引用） | 高（作为shared_ptr的补充） |
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